南京市棲霞區(qū)用水效率研究

宋為威，逄 勇，宋達昊，傅星乾

(1. 河海大學淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點實驗室，南京 210098；2.河海大學環(huán)境學院，南京 210098； 3. 河海大學水文水資源學院，南京 210098；4.江蘇師范大學科文學院，江蘇 徐州 221116)

棲霞區(qū)北臨長江，客水資源非常豐富，并且相對比較穩(wěn)定。長江在棲霞區(qū)年均過境水量(大通站)約9 100 億m3，是當?shù)厮Y源量的6 200 倍，為棲霞區(qū)水資源開發(fā)利用提供了有利條件[1]。隨著南京市整體經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活及消費水平不斷的提高，棲霞區(qū)用水需求急速上升，供水總量穩(wěn)步增長。2015年，全區(qū)總用水量6.14 億m3。

最嚴格水資源管理制度是在2011年的中央1號文件及中央水利工作會議提出并實施，要求把嚴格水資源管理作為加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的戰(zhàn)略舉措之一，要像抓好節(jié)能減排一樣抓好節(jié)水工作[2]。同時在2012年初由國務院發(fā)布的《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，并進行全面部署和具體安排了最嚴格水資源管理制度。節(jié)水型社會建設是一個持續(xù)推進的長期過程，對一個階段的節(jié)水型社會建設的成效進行分析，研究存在的主要問題，對今后進一步把握和明確節(jié)水型社會建設的總體要求和方向具有重要的參考意義[3-6]。

1 建設概況

以構建和諧社會為目標導向，深入貫徹習近平總書記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的重要治水思想，加強節(jié)能減排、環(huán)境友好型及資源節(jié)約型社會建設，緊緊圍繞“南京副城、光電智谷、江海樞紐、科教強區(qū)、幸福家園”的總體定位，根據(jù)新形勢及新時期下經(jīng)濟社會發(fā)展和節(jié)水型社會建設的新要求，基于現(xiàn)狀研究[7-18]，切實推進棲霞區(qū)節(jié)水型社會建設。

1.1 經(jīng)濟社會發(fā)展概況

2015年全區(qū)戶籍人口總數(shù)已達到的45.1 萬人，比2010年增加了5.1%，年平均增長率達到了1.0%。常住人口由2010年的64.47萬人增加到2015年67.98萬人，年平均增長率為1.1%(見圖1)。

圖1 棲霞區(qū)1981-2015年人口變化趨勢圖

2015年人均GDP(按戶籍人口)為18.98萬元(約2.86萬美元)遠超8000美元的發(fā)達國家水平，正在逐步接近美國、日本、德國、英國等發(fā)達國家3.7萬美元水平，外向型經(jīng)濟逐步占主導地位。從改革開放以來，棲霞區(qū)經(jīng)濟持續(xù)快速增長，年平均增速約47.34%。“十二五”期間，全區(qū)生產(chǎn)總值在2010年445億元基礎上，2015年生產(chǎn)總值達到856億元，接近翻一番(見圖2)。全市經(jīng)濟實力不斷增強，產(chǎn)業(yè)結構發(fā)生變化，就增加值而言，第一產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)下降，第二產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)下降，第三產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)上升。三產(chǎn)比重由2010年的1.27∶79.05∶19.68變?yōu)?015年的0.8∶63.7∶35.5，預計到2020年三產(chǎn)比重將達到0.2∶59.8∶40(見圖3)。

圖2 棲霞區(qū)2010-2015年生產(chǎn)總值變化趨勢圖

圖3 棲霞區(qū)2010-2015年各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例變化趨勢圖

2015年農業(yè)產(chǎn)值達到10.44億元，比2010年增長33.2%。農民人均純收入1.395 9 萬元，比2010年增長23.0%?！笆濉逼陂g，全區(qū)糧油種植面積基本穩(wěn)定在6 333 hm2左右，糧食總產(chǎn)3.5 萬t左右，油料總產(chǎn)0.12 萬t左右。

1.2 水資源利用變化情況

棲霞區(qū)境內水系大致可分為長江水系、秦淮河水系及八卦洲水系。根據(jù)長系列降雨量資料得到棲霞區(qū)的多年平均地表徑流量為1.27 億m3，豐水年(P=20%)為1.92 億m3，平水年(P=50%)為1.27 億m3，一般干旱年(P=75%)為0.91 億m3，特殊干旱年(P=95%)為0.60 億m3。棲霞區(qū)多年的平均地下水資源總量約為3 184 萬m3。

2015年棲霞區(qū)實際用水總量為6.14 億m3，其中生活及公共事業(yè)用水量占用水總量的21.5%，為1.32 億m3；農田灌溉用水量占用水總量的4.9%，為0.3 億m3；林牧漁畜用水量占用水總量的3.3%，為0.2 億m3；工業(yè)用水量占用水總量的70.0%，為4.3 億m3；生態(tài)環(huán)境用水量占用水總量的0.3%，為0.02 億m3。從行業(yè)用水分布情況看，工業(yè)用水超過用水總量的2/3為最大用水戶，生活及公共事業(yè)次之。

2015年棲霞區(qū)用水情況見表1，用水結構見圖4。

表1 2015年棲霞區(qū)用水情況 億m3

圖4 2015年棲霞區(qū)用水結構圖

2 居民生活用水調查

2.1 現(xiàn)狀年人口統(tǒng)計

根據(jù)《2015年棲霞區(qū)統(tǒng)計年鑒》，棲霞區(qū)2015年常住人口為67.98萬人，戶籍人口為45.076 萬人，各街道人口情況見表2。

表2 2015年棲霞區(qū)人口統(tǒng)計表

2.2 居民生活及環(huán)境用水分析

本文調查了八十多戶典型用水居民(涉及各街道、不同家庭人口數(shù))的用水量資料并進行分析，計算得到棲霞區(qū)居民生活用水定額約為141 L/(人·d)；第三產(chǎn)業(yè)人均用水量約為64 L/(人·d)，見第三產(chǎn)業(yè)用水情況的具體分析。其中，成員為2人的家庭平均用水定額為137 L/(人·d)，成員為3人的家庭的平均用水定額為99 L/(人·d)，成員為4人的平均用水定額為65 L/(人·d)，成員為5人的平均用水定額為89 L/(人·d)；，成員為6人的平均用水定額為66 L/(人·d)，詳細情況見表3。棲霞區(qū)居民綜合生活(生活+第三產(chǎn)業(yè))用水定額為205 L/(人·d)。

表3 棲霞區(qū)不同人口家庭用水定額 L/(人·d)

通過調查3個典型自來水廠的出廠水量、供水人口及售水量，根據(jù)出廠水量和售水量分別計算出3個自來水廠的管網(wǎng)漏損率分別為4.1%、14.3%及7.5%，其管網(wǎng)綜合漏損率為12%。根據(jù)售水量和供水人口分別計算出典型區(qū)域的自來水用水定額分別為51、70及55 L/(人·d)，其綜合自來水用水定額為62 L/(人·d)，詳細情況見表4。

表4 棲霞區(qū)自來水廠供水情況

3 第三產(chǎn)業(yè)用水調查

第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對用水水平及用水效率提出較大挑戰(zhàn)，“十二五”末，棲霞區(qū)的三次產(chǎn)業(yè)結構比例達到了0.8∶63.7∶35.5，三產(chǎn)比重較“十一五”末增長了近16%，三產(chǎn)增加值突破了300 億元。預計到2020年末，三次產(chǎn)業(yè)比將會達到0.2∶59.8∶40，第三產(chǎn)業(yè)增加值將達到520 億元。

通過調查棲霞區(qū)典型第三產(chǎn)業(yè)82用水戶的用水量，用戶包含第三產(chǎn)業(yè)的各個行業(yè)，分析棲霞區(qū)第三產(chǎn)業(yè)的用水水平，詳細情況見表5。

第三產(chǎn)業(yè)的調查范圍基本包含了《江蘇省工業(yè)、服務業(yè)和生活用水定額(2014年)》指標所涉及的范圍，調查發(fā)現(xiàn)黨政機關辦公樓、建筑施工、商場、洗車等三產(chǎn)用水單位用水水平較低，今后需進一步提高其用水水平。

4 棲霞區(qū)工業(yè)用水及節(jié)水情況調查

根據(jù)統(tǒng)計資料，“十二五”末，棲霞的第二產(chǎn)業(yè)增加值占國民經(jīng)濟總值的63.7%，預計“十三五”末，二產(chǎn)增加值比例將達59.8%，雖然占據(jù)經(jīng)濟總值的比例有所下降，但是二產(chǎn)增加值將會增長200 億左右，工業(yè)的發(fā)展依然主導著棲霞區(qū)的經(jīng)濟命脈。2015年，棲霞區(qū)工業(yè)用水量占用水總量的70%，為4.3 億m3，其中火核電用水量占工業(yè)用水總量的60%，為2.6 億m3。

表5 棲霞區(qū)第三產(chǎn)業(yè)用水情況

根據(jù)調查棲霞區(qū)現(xiàn)有行政區(qū)及開發(fā)區(qū)2015年規(guī)模以上211家工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)值、取水量、重復利用水量等相關資料，根據(jù)《國民經(jīng)濟行業(yè)分類和代碼表(GB T4754-2011)》進行分行業(yè)歸納分析，通過計算得到棲霞區(qū)各行業(yè)的規(guī)上企業(yè)數(shù)量、工業(yè)用水重復利用率(棲霞區(qū)、江蘇省及節(jié)水型企業(yè)標準)、單位工業(yè)增加值用水量及各行業(yè)總用水量，詳細情況見表6。

表6 2015年各行業(yè)工業(yè)用水重復利用率、單位產(chǎn)值用水量和工業(yè)用水量計算結果

續(xù)表6 2015年各行業(yè)工業(yè)用水重復利用率、單位產(chǎn)值用水量和工業(yè)用水量計算結果表

由表6可知，棲霞區(qū)的有色金屬礦采選業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)共16家企業(yè)工業(yè)用水重復率達到85%以上水平較高；棲霞區(qū)各行業(yè)總體工業(yè)用水重復利用率為32.3%。有色金屬礦采選業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的單位產(chǎn)值用水量高于南京市的平均值；電子制造業(yè)單位增加值用水量在1 m3/萬元，所有規(guī)模以上的工業(yè)企業(yè)單位產(chǎn)值用水量為3.4 m3/萬元，用水水平處于國內領先水平，遠遠高于江蘇17 m3/萬元的用水水平。

5 棲霞區(qū)農業(yè)用水情況調查

根據(jù)《棲霞區(qū)統(tǒng)計年鑒》(2015年)，棲霞區(qū)現(xiàn)狀水平年農作物種植面積，見表7。棲霞區(qū)林牧漁畜的面積或養(yǎng)殖情況見表8。

表7 棲霞區(qū)農作物種植面積 hm2

表8 棲霞區(qū)林牧漁畜

農田灌溉需水量根據(jù)農業(yè)發(fā)展各農作物灌溉面積乘以相應的定額進行預測。棲霞區(qū)各農作物灌溉面積見表7，不同保證率下各種農作物灌溉定額見表9。棲霞區(qū)農田灌溉需水量，見表10。其中，2015年灌溉水有效利用系數(shù)為0.65。

表9 棲霞區(qū)各種農作物不同保證率下凈灌溉定額 m3/hm2

表10 棲霞區(qū)農業(yè)灌溉需水量 萬m3

結合棲霞區(qū)林地灌溉實際用水情況，確定2015年林地灌溉定額按1 350 m3/hm2計，根據(jù)農業(yè)發(fā)展的林地面積，得到棲霞區(qū)林地灌溉需水量。牲畜需水分大、小牲畜和家禽，采用定額法分別預測，各牲畜用水定額見表11。結合棲霞區(qū)養(yǎng)殖業(yè)實際用水情況，確定2015年養(yǎng)殖業(yè)補水定額均按8 550 m3/hm2計。棲霞區(qū)林牧漁畜需水量，見表12。

表11 棲霞區(qū)牲畜用水定額 L/(頭·d)

表12 棲霞區(qū)林牧漁畜需水量

根據(jù)棲霞區(qū)有效灌溉面積進行實際調查，其中，棲霞區(qū)總灌溉面積為6 994 hm2，耕種有效灌溉面積約為6 113 hm2，園林草地有效灌溉面積約為882 hm2，有效灌溉范圍主要在龍?zhí)督值?、八卦洲街道和西崗街道，詳細分布見?3。

通過調查棲霞區(qū)典型灌區(qū)用水情況，具體情況見表14。

棲霞區(qū)農作物主要是精細化作物，平水年蔬菜的灌溉定額為1 500 m3/hm2、水稻灌溉定額為6 000 m3/hm2，而棲霞區(qū)的農田單位面積灌水量為750 m3/hm2，大幅度低于灌溉定額，農業(yè)用水水平較高。

通過調查典型養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖及用水情況，具體情況見表15和表16。

通過調查棲霞區(qū)大牲畜實際用水量約為120.3 L/(頭·d)、小牲畜的實際用水量約為2.3 L/(頭·d)、家禽實際用水量約為0.12 L/(只·d)。其中大牲畜的用水量大于用水定額45 L/(頭·d)，棲霞區(qū)用水效率較低；小牲畜用水量小于用水定額16 L/(頭·d)，棲霞區(qū)用水效率均較高；家禽的實際用水量小于用水定額0.5 L/(只·d)，棲霞區(qū)用水效率均較高。

表13 分街道有效灌溉面積分布表 hm2

表14 典型區(qū)域灌區(qū)單位用水量情況表

表15 典型區(qū)域牲畜及用水量情況表

表16 典型區(qū)域牲畜單位用水量情況表

6 現(xiàn)狀用水效率分析

根據(jù)計算，棲霞區(qū)現(xiàn)狀單方水GDP產(chǎn)出約為139元，高于全國平均水平及江蘇省平均水平。棲霞區(qū)現(xiàn)狀灌溉水有效利用系數(shù)約為0.65，在全國特別是長江下游地區(qū)處于較先進水平，但低于以色列等發(fā)達國家0.70以上的水平；糧食水分生產(chǎn)率約為1.2 kg/m3，略高于全國水平，但低于以色列等發(fā)達國家2 kg/m3以上的水平。

棲霞區(qū)現(xiàn)狀工業(yè)用水重復利用率為32.3%(一般工業(yè)33.5%)比國內外先進水平低60%～65%；工業(yè)單位增加值取水量為發(fā)達國家同比的10～11倍。

全國城市供水管網(wǎng)的平均漏損率現(xiàn)狀約20%?，F(xiàn)狀棲霞區(qū)供水管網(wǎng)漏損率為12%，高于全國水平，與南京市和江蘇省平均水平想當，能夠達到國家節(jié)水型城市目標。

雖然近5 a來棲霞區(qū)水資源利用效率和效益有了較大提高，但總的來看，與國內外先進水平還存在差距，見表17。

表17 2015棲霞區(qū)與國內用水水平和效率比較

注：GDP、工業(yè)增加值均以人民幣計算。

7 節(jié)水潛力分析

棲霞區(qū)水資源利用的水平和效率在不斷提高，但比目前國內外先進用水指標仍還有潛力。以此為標準，棲霞區(qū)未來用水水平如果提高到相應的節(jié)水標準水平，約可減少3.014 億m3的水資源增量，即總節(jié)水潛力為3.014 億m3，其中通過調整產(chǎn)業(yè)結構、技術進步和其他非工程措施貢獻1.2 億m3，占40%；通過各種工程節(jié)水措施貢獻1.814 億m3，占60%。在工程措施節(jié)水潛力中，工業(yè)、農業(yè)和城鎮(zhèn)生活節(jié)水潛力為1.618、0.030和0.166 億m3。各項節(jié)水潛力見表18。

按照各項減排量之和，計算各規(guī)劃年的減排量。2020和2030年通過節(jié)水型社會建設，可以分別減排污水1.909和2.457 億m3，各水平規(guī)劃年節(jié)水量見表19，各水平年規(guī)劃減排量見表20。

表18 棲霞區(qū)節(jié)水潛力分析 億m3

表19 棲霞區(qū)規(guī)劃年節(jié)水量 億m3

表20 棲霞區(qū)規(guī)劃年廢水減排量 億m3

8 結 語

棲霞區(qū)因其區(qū)域的特殊性，擁有南京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，水資源用量較大。同時棲霞區(qū)農業(yè)主要為生態(tài)園產(chǎn)業(yè)，作物用水效率較高。目前，棲霞區(qū)在節(jié)水型社會建設中主要需加大工業(yè)節(jié)水，提高用水效率，其次鼓勵大力開展生活節(jié)水器具推廣使用，增加污水處理廠的中水回用。

通過棲霞區(qū)節(jié)水型社會建設規(guī)劃的實施，將會帶來較為顯著的環(huán)境、社會及經(jīng)濟方面的效益。棲霞區(qū)通過節(jié)水型社會建設，能明顯減少廢污水排放量，有效緩解水質型缺水所帶來的水資源承載壓力，改善水生態(tài)環(huán)境。通過節(jié)水型社會建設，至2020和2030年，在50%來水頻率下，棲霞區(qū)可分別實現(xiàn)減少廢污水排放量1.909和2.457 億m3。

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